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oe1(光电查) - 科学论文

9 条数据
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  • 选择性激光熔化的原位光学发射光谱分析

    摘要： 选择性激光熔化（SLM）作为一种粉末床增材制造工艺，其局部加工条件的差异可能导致缺陷并引发零件失效。SLM工艺特性允许对加工过程中从零件表面发射的辐射信号（包括激发合金元素的光学发射）进行原位监测。通过光学发射光谱（OES）测量发射光的频谱成分，可以深入了解SLM加工过程中汽化激发物种的化学组成及相对强度。本文报道了研究利用原位OES获取SLM加工局部条件信息的贡献：将光谱仪分光至SLM系统激光束路径中，测量304L不锈钢加工时熔池和羽流发射的可见光。该在线配置可不受激光扫描位置影响实现信号采集。通过关联光谱信息与不同构建条件（即工艺参数、构建腔室气氛类型及压力）下SLM试样的熔池尺寸特征，本文讨论了特定构建腔室条件下实施OES的局限性。这些成果是OES应用于SLM零件质量评定与控制领域的初步进展。

    关键词： 金属增材制造、光学发射光谱、原位监测、粉末床熔融

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 纳秒激光烧蚀三元金属合金产生的瞬态等离子体中的粒子分布

    摘要： 理解工业激光技术背后的基本机制是新材料开发与定制的基石之一。激光烧蚀薄膜沉积作为获取具有可控化学计量比复杂材料的最重要技术之一，对多组分合金在高功率激光辐照下行为的研究提出了迫切的实验与理论需求。本研究通过时空分辨光谱分析与高速摄像成像，重点考察两种三元金属合金（Cu-Mn-Al和Fe-Mn-Si）的激光烧蚀过程，着重分析各组分的空间分布特征。基于质量与能量分布构建的激光等离子体内部分层结构框架，我们提取并讨论了喷射粒子的动能与热能信息。随后通过实施多组分等离子体的分形分析验证该假设。理论分形模型得出的结果与实验数据高度吻合，为复杂激光等离子体的内部动力学提供了重要见解。

    关键词： 三元金属合金、光学发射光谱、分形分析、高速摄像成像、激光烧蚀

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • CO<sub>2</sub>激光脉冲在氩气中诱导的快速电离波特性研究

    摘要： 快电离波（FIW）是激光诱导等离子体击穿后的一种现象，在大气压条件下使用CO?激光脉冲、当激光强度为1011–1013 W/m2时被观测到。根据Raizer的Chapmann-Jouguet爆轰理论，FIW因其传播速度高于激光支持爆轰波（LSDW），被归类为"过驱动爆轰"形式的激光吸收波。已有部分研究报道了固体激光器激发的FIW扩展现象，但FIW与LSDW之间的阈值特性尚未得到根本性理解。本研究采用高速可视化与光学发射光谱技术，探究氩气环境中激光吸收波的转变过程。为阐明转变阈值的物理机制，使用5 J CO?脉冲激光器、中阶梯光栅光谱仪及增强型CCD相机，对等离子体温度与密度进行定量分析。结果表明：FIW波前电子温度为0.7 eV，电子数密度达2.5×1023 m?3；在FIW-LSDW转变界面，电子温度升高1 eV且密度降低2.2×1023 m?3。此外，基于光谱实验获取的电子温度与密度数据，评估了转变阈值及局部热力学平衡态的存在性。

    关键词： 等离子体温度、光学发射光谱、快离子化波、等离子体密度、二氧化碳激光器、激光诱导等离子体

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 利用发射光谱法研究激光烧蚀脉冲等离子体推力器中的等离子体特性

    摘要： 为了进一步提升空间微推进脉冲等离子体推力器的推进性能，提出一种新型激光烧蚀脉冲等离子体推力器，该推力器将激光烧蚀过程与电磁加速过程分离。利用发射光谱技术研究推力器内的等离子体特性，实验记录了不同时间、位置和放电强度下的光谱线，并通过分析光谱线的变化总结出放电通道内的等离子体特性。当放电能量为24焦耳、激光能量为0.6焦耳并采用铝推进剂时，比冲和推力效率分别达到6808秒和70.6%。

    关键词： 等离子体、光学发射光谱、推进性能、激光烧蚀脉冲等离子体推力器

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 等离子体暴露过程中类金属镜面光谱反射率的原位测量

    摘要： 聚变等离子体中的可见光谱测量高度依赖于首镜的光学特性，这些首镜需承受大量辐射和粒子流冲击。这种相互作用会导致首镜光学性能改变，因此需要定期清洁。为此必须对首镜反射率进行原位监测。新开发的多普勒频移反射率测量(DSRM)诊断技术可在无校准光源条件下获取首镜光谱反射率，其原理是通过在镜面施加约负电位，在低密度Ar-H等离子体中激发快H/D原子发射。目前实验数据仅限于测量Hα谱线的快原子发射。本研究证实该新技术还能获取与ITER中氦II线(468nm)电荷交换复合光谱(CXRS)测量相关的Hβ线(铜)(486nm)首镜反射率。此外，DSRM诊断对钨镜反射光的偏振态仍保持敏感。我们首次展示了时变工况下的实验数据：通过原位监测铝镜反射率随温度变化的退化情况。镜面被动加热由等离子体自身实现，这使得在500K以上温度时无法区分高温与等离子体侵蚀对反射率的影响。在500K以下温度区间，实验数据与采用德鲁德理论计算的理论值高度吻合；而在500K以上温度，反射率退化由铝的侵蚀决定，这通过同步监测铝I谱线得到验证。

    关键词： 光偏振、CXRS、表面退化、光学发射光谱、快速中性原子、光谱反射率

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 基于光电倍增管阵列的诊断系统对ICP等离子体氩发射光谱的测量

    摘要： 光学发射光谱（OES）是等离子体物理学中最重要的诊断工具之一。我们利用光电倍增管（PMT）阵列、光谱仪等部件，搭建了一套具有时间和空间分辨率的自制光谱诊断系统。分析了光纤束入射平面与光谱仪焦平面重叠的问题并予以解决，同时完成了PMT输出信号的同步调节。该系统安装在感应耦合等离子体（ICP）腔室上，用于研究典型射频（RF）和脉冲放电产生的氩（Ar）发射光谱。测试结果表明：氩发射光谱强度随功率和气压升高而增强，但随流量和电流比增加的幅度较?。辉诼龀宸诺缣跫?，光谱强度不随频率变化，且光谱展宽也不随时间改变。

    关键词： PMT阵列、ICP等离子体、氩发射光谱、光学发射光谱、射频与脉冲放电

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 不同大气压下介质阻挡放电等离子体激励器光学发射光谱的实验研究

    摘要： 采用非对称电极结构开展了介质阻挡放电（DBD）等离子体激励器实验，研究空气与不同浓度氩气（0%、20%、50%和80%）混合气体在0.02至0.1 MPa压力范围内的放电光学发射光谱。实验采用振幅12 kV、频率1 kHz的正弦驱动DBD装置，成功记录了扩散态DBD放电图像与光学发射光谱，并分别探究了气压与氩气浓度的影响。研究发现：空气放电的发射强度随气压降低而增强，在一定范围内随氩气浓度增加而提升；尤其当气压低于0.04 MPa或氩气浓度超过50%时，发射强度会出现显著快速上升。实验结果表明低压环境与高浓度氩气有利于提升DBD等离子体放电激励器的性能。

    关键词： 大气压、等离子体激励器、光学发射光谱、介质阻挡放电、氩气浓度

    更新于2025-09-09 09:28:46

  • 小口径平行板电磁等离子体加速器中电流片的光学发射光谱研究

    摘要： 研究了一种小口径平行板电磁等离子体加速器中传播电流片的发射光谱。该加速器由十四级脉冲形成网络供电，产生脉宽为20.5微秒的阻尼振荡方波电流。通过布置在不同轴向位置的三个单磁探针识别第一和第二电流片的运动，采用两个双磁探针测量电流片倾斜度，并利用光谱系统测定电流片光谱。通过氢Ha线的斯塔克展宽确定电流片等离子体的电子密度。结果表明：电流片基本垂直于电极；其电子密度随传播过程递增；主要受预充气压而非放电电流控制；电流片中存在后壁绝缘体烧蚀产生的杂质带电粒子；残留粒子通常滞留于第一电流片后方并被第二电流片扫掠电离，估算其扫掠效率超过80%。本研究所开发的平行板电磁等离子体加速器在产生高电子密度等离子体射流方面展现出显著潜力。

    关键词： 斯塔克展宽、光学发射光谱、平行板电磁等离子体加速器、电流片、电子密度

    更新于2025-09-09 09:28:46

  • 中国科学院等离子体物理研究所射频负离子源中线比法光学发射光谱的初步结果

    摘要： 中国科学院等离子体物理研究所（ASIPP）采用基于痕量稀有气体Ar和Xe的光学发射光谱法（OES），在射频驱动负离子源中测量氢等离子体的电子温度与密度。研究运用基于粒子数模型的谱线比方法描述激发态粒子的辐射过程，并建立其与等离子体参数的关联。通过750.4 nm和828.0 nm波长的氩/氙激发态原子谱线，基于日冕模型计算电子温度；选取480 nm和488 nm波长的氩离子发射谱线，依据碰撞辐射模型测定电子密度。实验通过调节放电气体压力与射频功率，获得了电子温度与密度的初步测量结果。数据显示：在等离子体栅极前方，典型等离子体参数为电子温度Te≈2?4 eV，电子密度ne≈1×101??8×101? m?3。

    关键词： 射频负离子源、光学发射光谱、中性束注入

    更新于2025-09-04 15:30:14